(57)【要約】【課題】  信頼性の高い回路モジュールを提供可能な回路モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】  厚さｔの外部端子群（１０３）を接続面（１０７ｂ）に、電子部品群（１０５）を実装面（１０７ａ）に、それぞれ有する回路基板（１０７）に当該電子部品群を封止する封止樹脂層（１０９）を成形して回路モジュール（１０１）を製造する。具体的には、上型キャビティを有する上型（３）および上型キャビティと対向する下型キャビティ（５）を有する下型を含む金型（３１）を用意し、さらに、当該外部端子群を上面に載置可能な形状および厚さＴ（≧ｔ）を有する緩衝シート（５１）を、当該下型キャビティ底面に敷設する。樹脂充填の際に、緩衝シートと金型との間に溶融樹脂が圧入されることを有効に防止され、これが樹脂バリの発生を防ぎ、もって、信頼性の高い回路モジュールが製造される。【選択図】    図１
2006286913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々厚さｔの外部端子群を接続面に、かつ、電子部品群を実装面に、それぞれ有する回路基板に当該電子部品群を封止する封止樹脂層を成形して回路モジュールを製造する回路モジュールの製造方法であって、
上型キャビティを有する上型および当該上型キャビティと対向する下型キャビティを有する下型を含む金型と、当該外部端子群を上面に載置可能な形状および厚さＴ（≧ｔ）を有する緩衝シートと、を用意する工程と、
当該緩衝シートを、当該下型キャビティ底面に敷設する工程と、
当該敷設した緩衝シートの上面に外部端子群が対向するように回路基板を当該下型キャビティ内に収納させる工程と、
当該上型と当該下型とを型締めした後に当該上型キャビティ内に、当該上型が有するゲートを介して溶融樹脂を充填する工程と、
当該充填した溶融樹脂が硬化して封止樹脂層が形成された後に、型開きを行い回路モジュールを取り出す工程と、を含めて構成してある
ことを特徴とする回路モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記回路基板が、セラミック基板よって構成してあり、
前記緩衝シートが、成形する温度下においてのヤング率７．８ＧＰａ以下の材料により構成してある  ことを特徴とする請求項１記載の回路モジュールの製造方法。
【請求項３】
各々厚さｔの外部端子群を接続面に、かつ、電子部品群を実装面に、それぞれ有する回路基板に当該電子部品群を封止する封止樹脂層を成形して回路モジュールを製造する回路モジュールの製造方法であって、
上型キャビティを有する上型および当該上型と対向する下型上面を有する下型を含む金型と、回路基板を平面方向に包囲し得る大きさの開口を有する剛性枠板体と、回路基板を当該下型上面に載置したときに当該回路基板よりも周縁部分だけ大きな形状であり厚さＴ（≧ｔ）である緩衝シートと、を用意する工程と、
当該緩衝シートを、当該下型上面の当該上型に対応する所定位置に敷設する工程と、
当該敷設した緩衝シートの上面に外部端子群が対向するように回路基板を載置する工程と、
載置した当該回路基板を当該開口内に収容させつつ当該緩衝シート周縁部上に当該剛性枠板体を載置する工程と、
当該上型を当該下型に対して型締めすることによって、当該上型と当該下型との間で当該枠板体を介して当該緩衝シート周縁部をクランプさせる工程と、
当該上型キャビティ内に、当該上型が有するゲートを介して溶融樹脂を充填する工程と、
当該充填した溶融樹脂が硬化して封止樹脂層が形成された後に、型開きを行い回路モジュールを取り出す工程と、を含めて構成してある
ことを特徴とする回路モジュールの製造方法。
【請求項４】
電子部品群が装着された回路基板を樹脂封止してなる回路モジュールにおいて、当該回路基板がセラミック基板からなり、当該セラミック基板の電子部品群が装着される側の面とは反対側の面に外部端子群が設けられ、
当該外部端子群は、端子間距離Pと端子幅Wとの関係が、Ｗ／Ｐ>１となるように当該セラミック基板に配置されていることを特徴とする回路モジュール。
【請求項５】
前記樹脂封止は、射出成形による樹脂封止である請求項４記載の回路モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回路基板の実装面に実装された電子部品を封止樹脂層によって封止してある回路モジュールの製造方法および回路モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで知られている回路モジュールの製造方法として、特許文献１に開示されたものがある。この従来の回路モジュールの製造方法によれば、基板に貼り付けた粘着テープの周縁を下型と上型とによってクランプしてから溶融樹脂を上型が有するキャビティ内に充填し、充填した溶融樹脂が硬化したところで上型を開き基板を取り出すようになっている。この方法は、クランプ対象を基板ではなく粘着テープとすることによって、型締めの際の基板破損防止を目的としている。
【特許文献１】特開２００３−２１７２７０号公報（段落０００５、０００６、００１４図２参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の製造方法には、次の点で改良の余地がある。それは、溶融樹脂を充填する際に粘着テープと下型との間に溶融樹脂が圧入される恐れがあるという点である。粘着テープは柔軟性（伸縮性）を有するものであるから、下型との間に分け入ろうとする溶融樹脂に押し上げられ、結果として溶融樹脂の圧入を許してしまう可能性があるからである。圧入された溶融樹脂は、これが硬化すると樹脂バリになるため、回路モジュールの信頼性に悪影響を与えかねない。本発明が解決しようとする課題は、回路モジュールに粘着テープ（緩衝シート）を用いて封止樹脂層を形成する際に、粘着テープ（緩衝シート）と金型との間に溶融樹脂が圧入されることを有効に防止することによって、樹脂バリの発生を防ぎ、もって、信頼性の高い回路モジュールを提供可能な回路モジュールの製造方法を提供することにある。
【０００４】
（請求項１記載の発明の特徴）
請求項１記載の発明に係る回路モジュールの製造方法（以下、適宜「請求項１の製造方法」という）は、各々厚さｔの外部端子群を接続面に、かつ、電子部品群を実装面に、それぞれ有する回路基板に当該電子部品群を封止する封止樹脂層を成形して回路モジュールを製造する回路モジュールの製造方法であって、次の工程を含めて構成してある。第１工程では、上型キャビティを有する上型および当該上型キャビティと対向する下型キャビティを有する下型を含む金型と、当該外部端子群を上面に載置可能な形状および厚さＴ（≧ｔ、すなわち、外部端子各々の厚みよりも厚い）を有する緩衝シートと、を用意する。次の第２工程では、用意した緩衝シートを、当該下型キャビティ底面に敷設する。第３工程では、敷設した緩衝シートの上面に外部端子群が対向するように、すなわち、下向きになるように回路基板を当該下型キャビティ内に収納させる。このとき、回路基板は外部端子群及び緩衝シートを介して下型キャビティ底面上に載置されたことになる。第４工程では、当該上型と当該下型とを型締めした後に当該上型キャビティ内に、当該上型が有するゲートを介して溶融樹脂を充填する。第５工程では、当該充填した溶融樹脂が硬化して封止樹脂層が形成された後に、型開きを行い回路モジュールを取り出す。以上により、封止樹脂層を有する回路モジュールを得る。
【０００５】
請求項１の製造方法によれば、上述したように、封止樹脂層を有する回路モジュールを製造することができる。封止樹脂層は、上型キャビティ内に充填された溶融樹脂が硬化することによって形成される。溶融樹脂は、高温高圧の状態でゲートを介して上型キャビティ内に充填される。溶融樹脂の充填は、その圧力が回路基板を介して外部端子群にも加わるが、緩衝シートの緩衝作用によって加わった圧力が緩和される。圧力緩和は、回路基板にクラック等の破損が生じることを有効防止する。すなわち、外部端子群を接続面に有することによって、回路基板は、外部端子群のあるところとないところのとの間で外部端子群の厚みｔに等しい高さの段差を接続面に対して有することになる。このように段差を持った回路基板を、緩衝シートを介さずに下型キャビティ底面上に直接載置すると、外部端子群のないところにあるところよりも高い圧力が加わり（応力が集中して）、これによって回路基板の破損（クラック等）が生じる恐れがあるが、緩衝シートが、厚み方向に伸縮するなどして回路基板に加えられた圧力を緩和する。この圧力緩和が、回路基板の破損を有効防止する。
【０００６】
（請求項２記載の発明の特徴）
請求項２記載の発明に係る回路モジュールの製造方法（以下、適宜「請求項２の製造方法」という）では、請求項１の製造方法の基本的構成を備えさせた上で、前記回路基板が、セラミック基板よって構成してあり、前記緩衝シートが、成形する温度下においてのヤング率７．８ＧＰａ以下の材料により構成してある。
【０００７】
請求項２の製造方法によれば、請求項１の製造方法において、成形する温度下においてのヤング率７．８ＧＰａ以下の緩衝シートを用いることによって回路基板の破損を有効に抑えることができた。上記ヤング率を超える緩衝シートの採用を妨げるものではないが、上記ヤング率を超えた場合は、外部端子がつぶれるおそれがある。緩衝シートの厚みは、これを厚くするほど耐割れ姓が良好となる。
【０００８】
（請求項３記載の発明の特徴）
請求項３記載の発明に係る回路モジュールの製造方法（以下、適宜「請求項３の製造方法」という）は、各々厚さｔの外部端子群を接続面に、かつ、電子部品群を実装面に、それぞれ有する回路基板に当該電子部品群を封止する封止樹脂層を成形して回路モジュールを製造する回路モジュールの製造方法であって、次の工程を含めて構成してある。第１工程では、上型キャビティを有する上型および当該上型と対向する下型上面を有する下型を含む金型と、回路基板を平面方向に包囲し得る大きさの開口を有する剛性枠板体と、回路基板を当該下型上面に載置したときに当該回路基板よりも周縁部分だけ大きな形状であり厚さＴ（≧ｔ）である緩衝シートと、を用意する。第２工程では、用意した緩衝シートを、当該下型上面の当該上型に対応する所定位置に敷設する。第３工程では、当該敷設した緩衝シートの上面に外部端子群が対向するように回路基板を載置する。第４工程では、載置した当該回路基板を当該開口内に収容させつつ当該緩衝シート周縁部上に当該剛性枠板体を載置する。第５工程では、当該上型を当該下型に対して型締めすることによって、当該上型と当該下型との間で当該枠板体を介して当該緩衝シート周縁部をクランプさせる。第６工程では、当該上型キャビティ内に、当該上型が有するゲートを介して溶融樹脂を充填する。第７工程では、当該充填した溶融樹脂が硬化して封止樹脂層が形成された後に、型開きを行い回路モジュールを取り出す。以上により、封止樹脂層を有する回路モジュールを得る。剛性枠板体は、緩衝シートを保持するとともにバリ発生の防止する機能を有している。
【０００９】
請求項３の製造方法によれば、上述したように、封止樹脂層を有する回路モジュールを製造することができる。封止樹脂層は、上型キャビティ内に充填された溶融樹脂が硬化することによって形成される。溶融樹脂は、高温高圧の状態でゲートを介して上型キャビティ内に充填される。溶融樹脂の充填は、その圧力が回路基板を介して外部端子群にも加わるが、緩衝シートの緩衝作用によって加わった圧力が緩和される。圧力緩和は、回路基板にクラック等の破損が生じることを有効防止する。すなわち、外部端子群を接続面に有することによって、回路基板は、外部端子群のあるところとないところのとの間で外部端子群の厚みｔに等しい高さの段差を接続面に対して有することになる。このように段差を持った回路基板を、緩衝シートを介さずに下型上面上に直接載置すると、外部端子群のないところに圧力が加わり（端子が支点となり）、これによって回路基板の破損（クラック等）が生じる恐れがあるが、緩衝シートが、厚み方向に伸縮するなどして回路基板に加えられた圧力を緩和する。この圧力緩和が、回路基板の破損を有効防止する。さらに、剛性枠板体を介して緩衝シートが確実に下型にクランプされ、剛性枠板体は、その剛性により緩衝シートのように変形しないから、高圧の溶融樹脂が剛性枠板体と緩衝シートとの間、さらに、緩衝シートと下型上面との間に溶融樹脂が圧入されることを許さない。したがって、樹脂バリ発生を有効に防止し、もって、信頼性の高い回路モジュール製造を実現させる。
【００１０】
（請求項４記載の発明の特徴）
請求項４記載の発明に係る回路モジュール（以下、適宜「請求項４の回路モジュール」という）は、電子部品群が装着された回路基板を樹脂封止してなる回路モジュールにおいて、当該回路基板がセラミック基板からなり、当該セラミック基板の電子部品群が装着される側の面とは反対側の面に外部端子群が設けられ、当該外部端子群は、端子間距離Pと端子幅Wとの関係が、Ｗ／Ｐ>１となるように当該セラミック基板に配置されていることを特徴とする。なお、請求項４の回路モジュール及び後述する請求項５の回路モジュールは、これらを、上述した請求項１乃至３何れかの製造方法により好適に製造することができる。
【００１１】
請求項４の回路モジュールによれば、樹脂封止時におけるセラミック基板のクラックを有効防止することができる。樹脂封止してなる回路モジュール、特に基板をセラミック基板としたときは、樹脂封止圧の影響を受けて端子部分に応力が集中することによりクラックが生じやすくなるので、上記構成を採用すれば樹脂封止圧の影響に左右されず、クラック発生を有効防止することができる。
【００１２】
（請求項５記載の発明の特徴）
請求項５記載の発明に係る回路モジュール（以下、適宜「請求項５の回路モジュール」という）では、請求項４の回路モジュールの基本構成を備えさせた上で、前記樹脂封止は、射出成形による樹脂封止であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の回路モジュールによれば、請求項４の回路モジュールの作用効果に加え、射出成形により樹脂封止を行うので樹脂封止を簡単に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る回路モジュールの製造方法および回路モジュールによれば、封止樹脂層を形成する際に回路基板を破損させる恐れが少ないから、信頼性の高い回路モジュールの製造を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態（以下、「本実施形態」という）について説明する。図１は、本発明に係る製造方法によって製造した回路モジュールの正面図である。図２は、第１製造方法を説明するための工程図である。図３は、第２製造方法を説明するための工程図である。図４は、緩衝シートの緩衝効果を示す図表である。
【００１６】
（回路モジュールの第１製造方法）
図１及び２を参照する。第１製造方法及び後述する第２製造方法によって製造しようとする回路モジュール１０１は、次のとおり構成してある。すなわち、回路モジュール１０１は、各々の厚さｔを有する複数の外部端子１０３，・・（外部端子群１０３）を接続面１０７ｂに、かつ、電子部品群１０５を実装面１０７ａに、それぞれ有する回路基板１０７と、回路基板１０７の実装面１０７ａに設けた電子部品群１０５を封止するための封止樹脂層１０９と、を含めて構成してある。なお、電子部品である回路モジュール１０１の回路基板１０７は、セラミック基板であって、外部端子１０３，１０３の端子間距離Pとその端子幅Wとの関係が、Ｗ／Ｐ>１となるように配置してある。セラミック基板を採用した場合、特に封止樹脂層１０９の樹脂封止圧の影響を受けて端子部分に応力が集中することによりクラックが生じやすくなるので、上記構成を採用すれば樹脂封止圧の影響に左右されず、クラック発生を有効防止することができる。
【００１７】
図２を参照する。第１製造方法は、次の５工程からなる。第１工程では、金型１と、緩衝シート２１と、を用意する（図２（ａ）参照）。金型１は、プレス装置（図示を省略）によって型締め型開き可能な上型３と、上型３に対応する下型５と、から構成してある。上型３には、下向き開口の上型キャビティ３ａを形成してあり、下型５には、上型キャビティ３ａに対向する上向き開口の下型キャビティ５ａを形成してある。上型キャビティ３ａは封止樹脂層１０９を成形可能に、下型キャビティ５ａは回路基板１０７を収容可能に、それぞれ形成してある。符号３ｇは、上型キャビティ３ａ内に溶融樹脂を充填するためのゲートを示している。緩衝シート２１は、外部端子群１０３全部を載置可能な形状（大きさ）に形成してあり、その厚さＴは外部端子１０３各々の厚みｔよりも厚く形成してある。外部端子１０３は銀やニッケル等の金属によって構成されるのが一般的であるが、緩衝シート２１はこのような金属よりも低い弾性率の材料によって構成してあることが必要であり、そのようなものとして、上記弾性率を持つ合成樹脂（たとえば、耐熱ゴム）等がある。発明者らが行った実験によれば、ヤング率７．８ＧＰａ以下のものについて破損防止の観点から好結果を得ている。なお、緩衝シート２１は、単層であっても薄いシートを積層したものでも構わない。
【００１８】
第２工程では、第１工程で用意した緩衝シート２１を、下型キャビティ底面５ｃの上に敷設する（図２（ｂ）参照）。緩衝シート２１の敷設によって、外部端子群１０３の弾性率よりも低い弾性率を持ったキャビティ底面が形成される。第３工程では、第２工程で敷設した緩衝シート２１の上面に外部端子群１０３が対向するように、すなわち、外部端子群１０３が下向きになるようにして回路基板１０７を下型キャビティ５ａ内に収納させる（図２（ｃ）参照）。このとき、回路基板１０７は外部端子群１０３及び緩衝シート２１を介して下型キャビティ底面５ｃ上に載置されたことになる。
【００１９】
第４工程では、上型３と下型５とを型締め（図２（ｄ）参照）した後に上型キャビティ３ａ内に溶融樹脂１０９ａを充填する（図２（ｅ）参照）。溶融樹脂１０９ａは、硬化したときに封止樹脂層１０９を形成する樹脂であって、上型３が有するゲート３ｇを介して高温高圧で充填する。第５工程では、充填した溶融樹脂１０９ａが硬化して封止樹脂層１０９が形成された後に、上型３と下型５を型開きして回路モジュール１０１を取り出す（図２（ｆ）参照）。以上により、封止樹脂層１０９を有する回路モジュール１０１を得る（図２（ｇ）参照）。
【００２０】
高圧充填された溶融樹脂１０９ａは、その圧力が回路基板１０７を介して外部端子群１０３にも加わるが、緩衝シート２１の弾性変形による緩衝作用によって加わった圧力が緩和される。圧力緩和は、回路基板１０７にクラック等の破損が生じることを有効防止する。すなわち、外部端子群１０３を接続面１０７ｂに有することによって、回路基板１０７は、外部端子群１０３のあるところとないところのとの間で外部端子群１０３の厚みｔに等しい高さの段差を接続面に対して有することになる。ここで、回路基板１０７に加わった圧力は、接続面１０７ｂの外部端子１０３の部分（この部分は、緩衝シート２１を介して下型キャビティ底面５ｃに当接）に対応する実装面１０７ａの部分に引張り力を作用させる。この引張り力は、卵を両手で割るときに両手の親指によって卵の殻に加えられる力に似ており、あたかも殻を割り、割った殻片同士を広げるように回路基板１０７に作用する。この引張り力が回路基板に生じるクラック等の破損の原因である。緩衝シート２１は、この引張り力を受けたときに弾性変形し、その弾性変形によって緩衝シート２１内に生じる応力によって上記引張り力を相殺緩和する。緩衝シート２１の厚みＴは外部端子群１０３の厚みｔよりも厚く形成してあるため、外部端子群１０３を介した圧力を受けても十分に弾性変形してその圧力を緩和する。引張り力の緩和によって、回路基板１０７にクラック等が生じることを有効に防止することができる。発明者らの実験によれば、図４に示すように、緩衝シート２１の厚みが厚ければ厚いほど緩衝効果が大きいことが分かった。さらに、４．９ＭＰａ（≒５０ｋｇｆ／ｃｍ２）の充填圧によってクラックが発生した同じ回路基板に対して、緩衝シート２１を用いて充填を行ったところ、先の充填圧の２倍以上である１０．８ＭＰａ（≒１１０ｋｇｆ／ｃｍ２）の充填圧をもって充填してもクラックを生じることはなかった。
【００２１】
（回路モジュールの第２製造方法）
図３を参照する。回路モジュールの第２製造方法は、次の７工程からなる。第１工程では、金型３１と、剛性枠板体４１と緩衝シート５１と、を用意する（図３（ａ）参照）。金型３１は、プレス装置（図示を省略）によって型締め型開き可能な上型３３と、上型３３に対応する下型３５と、から構成してある。上型３３には、下向き開口の上型キャビティ３３ａを形成してあり、下型３５には、上型キャビティ３３ａに対向する下型上面３５ａを形成してある。上型キャビティ３３ａは封止樹脂層１０９を成形可能に、下型上面３５ａは緩衝シート５１を介して回路基板１０７を載置可能に、それぞれ形成してある。剛性枠板体４１は、金属板を加工して回路基板１０７を平面方向に包囲し得る大きさの開口４１ａを有するカタカナの字「ロ」に類似する形状に形成してある。緩衝シート５１は、回路基板１０７を下型上面３５ａに載置したときに回路基板１０７よりも周縁部５１ａだけ大きな形状に、かつ、その厚さは外部端子１０３の厚みｔよりも厚いＴに、それぞれ形成してある。緩衝シート５１は、単層であっても薄いシートを積層したものでも構わないことは緩衝シート２１の場合と異ならない。
【００２２】
第２工程では、第１工程で用意した緩衝シート５１を、下型上面３５ａの上型３３に対応する所定位置に敷設する（図３（ｂ）参照）。第３工程では、第２工程で敷設した緩衝シート５１の上面に外部端子群１０３が対向するように、つまり、外部端子群１０３を下向きにして回路基板１０７を載置する（図３（ｃ）参照）。第４工程では、載置した回路基板１０７を開口４１ａ内に収容させつつ緩衝シート５１の周縁部５１ａ上に剛性枠板体４１を載置する（図３（ｄ）参照）。第５工程では、上型３３を下型３５に対して型締めすることによって、上型３３と下型３５との間で剛性枠板体４１を介して緩衝シート５１の周縁部５１ａをクランプさせる（図３（ｅ）参照）。第６工程では、上型キャビティ３３ａ内に、上型３３が有するゲート３３ｇを介して溶融樹脂１０９ａを充填する（図３（ｆ）参照）。第７工程では、充填した溶融樹脂１０９ａが硬化して封止樹脂層１０９が形成された後に、型開きを行い回路モジュール１０１を取り出す（図３（ｇ）参照）。以上により、回路モジュール１０１を得る（図３（ｈ）参照）。溶融樹脂１０９ａ充填時に回路基板１０７内に引張り力が発生するメカニズムは上述した第１製造方法の説明の中で既に述べた。緩衝シート５１は、この引張り力を受けたときに弾性変形し、その弾性変形によって緩衝シート５１内に生じる応力によって上記引張り力を相殺緩和する。緩衝シート５１の厚みＴは外部端子群１０３の厚みｔよりも厚く形成してあるため、外部端子群１０３を介した圧力を受けても十分に弾性変形してその圧力を緩和する。引張り力の緩和によって、回路基板１０７にクラック等が生じることを有効に防止することができる。さらに、剛性枠板体４１が持つ剛性により、剛性枠板体４１と緩衝シート５１との間、さらに、緩衝シート５１と下型上面３５ａとの間に溶融樹脂１０９ａが圧入されることが有効防止される。したがって、樹脂バリ発生を有効に防止し、もって、信頼性の高い回路モジュール製造を実現させる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る製造方法によって製造した回路モジュールの正面図である。
【図２】第１製造方法を説明するための工程図である。
【図３】第２製造方法を説明するための工程図である。
【図４】緩衝シートの緩衝効果を示す図表である。
【符号の説明】
【００２４】
１          金型
３          上型
３ａ        上型キャビティ
３ｇ        ゲート
５          下型
５ａ        下型キャビティ
５ｃ        下型キャビティ底面
２１          緩衝シート
３１          金型
３３ｇ        ゲート
３３          上型
３３ａ        上型キャビティ
３５          下型
３５ａ        下型上面
４１          剛性枠板体
４１ａ        開口
５１          緩衝シート
５１ａ        周縁部
１０１          回路モジュール
１０３          外部端子（外部端子群）
１０５          電子部品群
１０７          回路基板
１０７ａ        実装面
１０７ｂ        接続面
１０９          封止樹脂層
１０９ａ        溶融樹脂
【図１】
2006286913.tif 000003
【図２】
2006286913.tif 000004
【図３】
2006286913.tif 000005
【図４】
2006286913.tif 000006